Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

Мюллер не только не был уверен в природе нервной деятельности, но и полагал, что высокая скорость не позволяет полностью понять ее: «Мы, вероятно, никогда не достигнем способности измерять скорость нервной деятельности, ибо у нас нет возможности сравнить ее распространение в огромном пространстве, как это было в случае со светом».

Научная карьера Мюллера была относительно коротка. Он умер в 1858 году, очевидно, совершив самоубийство в возрасте пятидесяти семи лет. Но Мюллер привлек на свое поприще замечательное количество блестящих студентов и исследователей, включая некоторых из величайших деятелей науки XIX века. Среди них были Герман фон Гельмгольц[65] и Эрнст Геккель[66], а также Рудольф Вирхов[67] и Эмиль Генрих Дюбуа-Реймон[68] [57]. Эти молодые люди, зараженные Мюллером пристрастием к применению методов и взглядов физики для изучения физиологии, стали частью давней академической традиции – студент пытается доказать неправоту своего учителя. Они отвергли витализм Мюллера в пользу последовательно материалистического подхода. Как выразились Эмиль Генрих Дюбуа-Реймон и Эрнст Брюкке в манифесте 1842 года: «В организме не действуют никакие силы, кроме сил, общих для физики и химии» [58].

В 1841 году Мюллер побудил Дюбуа-Реймона исследовать противоречивые выводы Маттеуччи о роли электричества в нервах и, если возможно, докопаться до сути нервной деятельности. К концу 1840-х годов Дюбуа-Реймон продемонстрировал, что в функционировании нервов нет ничего таинственного – их деятельность действительно основана на электричестве. Ученый показал, что по нервам протекают «токи покоя» и что ткани поляризованы. Они содержат как отрицательно, так и положительно заряженные частицы в разных пропорциях. Фундаментальной особенностью «тока покоя», утверждал он, является «отрицательное колебание» – изменение полярности приводит к течению тока. Хотя Дюбуа-Реймон ошибался во многих деталях, в 1848 году он сделал заявление, перекликавшееся со словами Франкенштейна: «Мне удалось воплотить в жизнь столетнюю мечту физика и физиолога о тождестве нервной субстанции и электричества» [59].

Не все соглашались с ученым. Почти сорок лет спустя этот спор все еще бушевал в некоторых кругах. В 1886 году в журнале Science была опубликована статья декана Гарвардской медицинской школы Генри Боудича, в которой он опроверг утверждение Дюбуа-Реймона. Одним из доказательств Боудича был хорошо известный, но неправильно понятый факт, что связанный нерв не может стимулировать мышцу, но тем не менее способен проводить электричество[69]. Ученый также указывал на то, что производство электрического заряда в нерве должно создавать тепло, но точные экспериментальные измерения не выявили такого эффекта. Боудич был уверен, что электричество тут ни при чем, и вместо этого вернулся к старым идеям, предположив, что «нервная сила передается от молекулы к молекуле посредством какого-то вибрационного воздействия, как звук по натянутой струне» [60].

Другой ученик Мюллера, Герман фон Гельмгольц, исследовал скорость нервного импульса, что, по мнению его наставника, было невозможно [61]. В 1849 году Гельмгольц изобрел устройство, состоящее из лягушачьей лапки с выключателем на одном конце. Когда мышца сокращалась, цепь разрывалась и изменение показаний гальванометра демонстрировало время, прошедшее между началом стимуляции и разрывом цепи. Простой расчет, основанный на длине нерва, позволил вычислить скорость передачи импульса. Ответ оказался на удивление медленным – ниже скорости звука и не говоря уже о скорости света, которую представлял себе Мюллер или автор «Остатков естественной истории сотворения мира». Какое бы электричество ни присутствовало в нервах, оно, казалось, вело себя иначе, чем в проводах. Чтобы подтвердить свое удивительное открытие, Гельмгольц попросил участников эксперимента подавать сигнал каждый раз, как они почувствуют слабый электрический разряд. Рассчитав расстояние от точки удара до мозга, он определил скорость действия сенсорных нервов – примерно 30 м/с. В конце концов исследователь выяснил, что двигательные нервы человека реагируют с такой же скоростью. Гельмгольц также изобрел специальный термин для описания того, что передается вдоль нерва, – «потенциал действия», который используется и по сей день.

Мы действительно живем (хотя бы немного) в прошлом и никогда не воспринимаем мир мгновенно.